一体压紧叠加式电池模块制造技术

一体压紧叠加式电池模块，包括电池单体、冷却板、极耳压块、两端的极耳作为模块对外电输出，检测电路板，其特征在于，多个电池单体与冷却板交替叠置将电池单体逐一隔开，使相邻电池单体的相应极耳对齐并叠合在一起，形成串联或者并联关系；在交替叠置的电池单体与冷却板两端各设有一块端板，端板之间通过压紧螺栓、螺母和连接板将电池单体和冷却板压紧成为一个整体，也将相邻极耳之间的极耳压块压紧为在整体式极耳压块，在整体式极耳压块上设有安装U形金属板的多个槽，相邻电池单体的极耳卡装在U形金属板的槽中。本实用新型专利技术体积能量密度和重量能量密度好，性价比优，集成维护方便，使用安全，寿命长。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动力电池模块，特别是指一种一体压紧叠加式电池模块。
技术介绍
CN201387911提出在电池单体上缠绕导热性能好的绝缘胶片，使得模块中所有单体都处于较一致的温度，从而提高安全性。这种方法可以使温度均勻，但是绝缘胶片阻碍了热量的传导，电池可能因此工作在过高的温度而损坏。CN201408805Y提出了一种固定电池单体的方法，通过上下盖和挡板对电池定位，精简了结构，并简化了组装工序。但是这种结构的散热性可能不很好。CN101401227A提出一种软包装电池的极耳连接结构，将极耳布置在模块相对接的平面处，以利于多个模块组合时极耳的连接。上述电池模块都存在一些问题有的忽视了电池单体极片的稳固夹紧，这对于提升电池和模块的性能有重要作用；有的电池管理系统或者电路板的安装和连接，没有放在电池模块中统一考虑，这会影响电池模块的整体性能；有的方案，叠加在一起的多个电池单体在工作时会产生膨胀，如果没有吸收膨胀的措施，在极端情况下对模块的安全可能有负面影响。当前车用动力电池集成应用方面还存在另一个普遍的问题是，筛选后一致性较好的电池单体组成模块或者电池箱后，在使用过程中一致性难以持久，影响了电池系统的整体性能。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术之不足，提供一种一体压紧叠加式电池模块。以实现体积能量密度和重量能量密度好，性价比优，集成维护方便，使用安全，寿命长。本技术的技术方案是包括电池单体、冷却板、极耳压块、两端的极耳作为模块对外电输出，检测电路板，其特征在于，多个电池单体与冷却板交替叠置将电池单体逐一隔开，使相邻电池单体的相应极耳对齐并叠合在一起，形成串联或者并联关系；在交替叠置的电池单体与冷却板两端各设有一块端板，端板之间通过压紧螺栓、螺母和连接板将电池单体和冷却板压紧成为一个整体，也将相邻极耳之间的极耳压块压紧为在整体式极耳压块，在整体式极耳压块上设有安装U形金属板的多个槽，相邻电池单体的极耳卡装在U形金属板的槽中。所述冷却板中间设有配合电池单体用的沉台，至少一块冷却板中部开有容纳温度传感器和导线的槽，在冷却板的边沿设有增加散热效能的折边和折边处的切口或翘起。所述整体式极耳压块上设有数个用于固定检测电路板的卡扣。所述电池模块上设有电池管理系统的电路板，在电路板上设有多个折弯成类似 “己”字形的测量臂，其一端焊接在电路板上，另一端悬臂状伸出。所述相邻电池单体的相应极耳折叠成“之”字形。所述检测电路板通过卡扣固定在极片压块上。所述两个端板的内侧固定有多个波纹弹簧板，在两个端板上设有供检测电路板过线的槽。本技术将多个软包装的方形电池单体与冷却板交替叠置组合成模块，将多个电池单体排成一列，相应的单体极耳也对齐，用导热性好的金属冷却板将电池单体逐一隔开，在这一列单体的两端布置端板；螺栓穿过端板，将电池单体和冷却板等压紧成为一个整体，同时也将相邻极耳之间的极耳压块压紧，形成一个模块。具有如下优点(1)将电池单体的粉体材料紧压在极板上，避免了粉体材料因震动而松脱或掉落，延长单体寿命；(2)避免了一般电池正负极板和隔膜之间贴合不紧密，改善了电化学反应中离子的运动；(3)采用冷却板布置在单体两侧，有利于降低电池单体的工作温度；(4)端板与冷却板接触的内侧面为平面，从而减小电池胀气对电池容量的负面影响，提高电池单体一致性。(5)金属板作为冷却板，可根据实际发热量设计折边长度，可以使模块内部各单体温度均勻性更好，改善了模块方案对不同应用场合的适应性；在需要时，也可在折边处安装电加热装置，保证在极低温度环境下电池单体适当的工作温度。(6)极耳压块布置在相邻单体极耳之间，当螺栓压紧电池单体时，极耳压块先将相邻电池单体的极耳压紧连接在一起，实现相邻电池单体的串联或者并联；极耳通过U形金属板压紧，形成三个接触面，增加了极耳之间电流的通过面积，降低了整个模块的电阻和工作时的发热；模块两端设有对外输出电能的极柱，极柱也通过同样的U形金属板和单体的极耳连接。(7)采用上述结构，不必单独为每一组极耳设置单独的压紧螺栓，所有的极耳都同时以同样的力压紧；减少了极耳连接螺栓的数量，特别是提高了系统的可靠性。(8)为了避免端板在压紧电池极板时将电池单体过度压紧，在端板内侧面设有波纹状弹簧，盖板通过弹簧压紧冷却板和单体；这样可更好地容纳单体厚度制造的误差和单体工作时厚度的变化。(9)单体极耳在与相邻极耳贴合前，采用“之”字折弯，可避免在压紧过程中拉扯单体内部结构，提高可靠性。总之，本技术在当前最先进的模块技术基础上，提出了新的单体电池集成结构，旨在提供一个体积能量密度和重量能量密度更好，性价比更优，集成维护方便，安全，长寿命的电池模块，适于工业化大规模应用。附图说明图1为本技术一体压紧叠加式电池模块立体图；图2为本技术典型冷却板和单体组装成单元的示意图；图3为本技术典型冷却板结构示意图；图4为本技术中单体和极耳结构示意图；图5为本技术中极耳压块的结构和在模块中的安装位置的局部剖示图；图6为本技术中电路板和测量臂的结构示意图；图7为本技术中端板和波纹弹簧结构示意图。具体实施方式实施例参见图1 本技术包括交替放置的多个电池单体50和冷却板60，固定在极耳压块31中的两个极柱30，两块端板10，螺栓20和连接板22等。参见图2，单体布置在冷却板的沉台内，两个大面彼此贴合，成为一个单元。可以先在电池单体50的表面涂上一薄层导热性好的硅胶，再将电池单体50和冷却板60组合成单元，单体和冷却板之间将因此贴合良好，不存在气泡，这样单体散热更好。参见图3 冷却板60的边缘有折边61，62 ；折边61，62的折弯方式可以多样，组装后冷却板可以组合成一个相对封闭的外壳，以阻挡外物的侵入，也可以组装后不形成封闭的外壳。参见图4 电池单体50是软包装的长方体，它有二个极耳51，52，极耳可以在单体的同一面伸出，也可以在相对面伸出，本技术以两个极耳在同一面伸出作为示范例说明。极耳在成组前需要折弯到便于和相邻单体极耳连接的位置，可将极耳51极耳52折弯成不同形状，相邻单体电池的极耳以同极相连以形成电并联关系，或正负极相连连接，以形成电串联关系，两端的极耳作为模块对外的电输出。参见图5 模块局部剖视图，整个模块的极耳排成两排，极耳51、52分别插装在极耳压块的U形金属板34的槽中，螺栓20压紧电池单体50时，U形金属板34与极耳51、52 压紧并形成三个导电接触面，这样的多面接触压紧导电连接方式可有效地降低连接电阻。 相邻的两个“之”字形折弯的极耳被极耳压块压紧。压块上的卡扣卡住电路板40。模块两端的极耳分别与极柱30、极柱31相连，是模块对外输出电能的端子。极柱上设有带螺纹的孔，用于连接外部的导电体，侧面焊接有薄的U形金属板34以形成良好的电联接，极柱和U形金属板34焊接后铸造在极柱压块中，电池单体极耳置于U形金属板 34的槽中，当模块一体压紧后将形成两个导电接触面，电阻较小，降低了整个模块的电阻和工作时的发热。参见图6，在靠近极耳的一个面布置有电池管理系统的电路板40，边沿设有多个缺口 42，电路板40上设有多个用弹性较好的金属制成的测量臂41，它折弯成类似“己”字形状，一端焊接在电路板40上，另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一体压紧叠加式电池模块，包括电池单体、冷却板、极耳压块、两端的极耳作为模块对外电输出，检测电路板，其特征在于，多个电池单体与冷却板交替叠置将电池单体逐一隔开，相邻电池单体的相应极耳对齐并叠合在一起，形成串联或者并联关系；在交替叠置的电池单体与冷却板两端各设有一块端板，端板之间通过压紧螺栓、螺母和连接板将电池单体和冷却板压紧成为一个整体，同时将相邻极耳之间的极耳压块压紧为整体式极耳压块，在整体式极耳压块上设有安装Ｕ形金属板的多个槽，相邻电池单体的极耳卡装在Ｕ形金属板的槽中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华平，金旭东，袁桂，
申请(专利权)人：湖南丰源业翔晶科新能源股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43